清疯

“隐身”飞机从雷达上看到底是什么样子？



说下原因：很多人认为的”隐身“飞机并不是真正的隐身，而是尽最大可能性的降低自身的RCS（雷达反射截面积）信号。降低RCS信号的的手段无外乎两种，第一种是折射到其他方向、第二种则是将信号进行吸收。



由于飞机的形状是不规则的，本身一架飞机从不同的方向所反射的雷达波也是不完全相同的，这就可以生成一张雷达反射截面积图。只不过，雷达反射截面积图并不是一张平面图，在不同的雷达系统去扫描空中的目标的时候，只是截取了完整的RCS球的一部分信号投影。



早期的雷达系统往往会因为雷达信号的回波在模拟屏幕上显示出一个亮点。回波的强度越大亮点的亮度也就越大。



这是由于当时的雷达都是模拟设备，回波信号被转化成雷达屏幕扫描线上的高压信号。



原理上很简单，雷达屏幕电子枪所发出的恒定电子束在周期变化的磁场中被偏转形成一条雷达屏幕上旋转的扫描线。回波信号在时序器的处理中被放大，形成了一个超过雷达屏幕电子枪恒定电压几倍的高压。在有回波信号的时间点上雷达显像管中的电子束就被加强，在荧光屏上就可以形成一个持久一段时间的光点。



这个光点就代表空中的目标了，一般在雷达屏幕边缘有几个旋钮是进行雷达的调节的。主要做的就是低切（Low Cut）滤波，将低于一定强度的信号过滤掉。这时候雷达上才可以保持有一个相对干净的屏幕，否则就会一片模糊。



雷达的操作员也就会根据现场的操作情况不断的对雷达进行调整，来取得最清晰的雷达信号。这也是为什么有的早期战斗机要专门设置武器官的原因。最主要的工作并不是操作导弹发射，而是操作雷达探测信号。一旦在雷达中探测出回波信号，早期雷达操作员就会根据回波信号在雷达屏幕上的强度、移动速度、高度等等一系列的特征来“估计”空中目标的性质。



这也是为什么在很多早期雷达屏幕上有各种标尺的原因了。当然了，大家经常看到的搜索雷达的圆形扫描线屏幕仅仅是雷达信号在屏幕上的一个表现形式，对于不同的任务，雷达信号还有不同的解读方式，例如在测距的时候往往会显示条状的频谱图：



在大型雷达站处理原始雷达信号的时候会有专门的滤波屏幕和操作员。



各个不同岗位上的屏幕显示信息都是不同的。而最原始的雷达信号则是一束很杂乱的电磁波频谱图。后来在数字雷达兴起的时候，早期的数字雷达会替代滤波操作员过滤掉杂波信号。



将最突出的主瓣信号配合旁瓣信号做出特征放大，而舍弃掉大部分红蓝区域之间的杂波。呈现在雷达屏幕上的就是最中间的主瓣唯一信号了。好处是雷达可以始终保持屏幕清晰，有极高的辨识度，坏处就是对于隐身飞机（当然了当时并没有）的探测几乎成了不可能的事情。



原因则在于，隐身飞机所反射的雷达信号极低，在适当的距离上反射的信号已经几乎和背景杂波一样低，大部分信号都被“低切”掉了。但是要知道，所有的有固定几何特征的飞行物，在空中的RCS信号都要指纹特征。例如：



在对一个飞行器进行雷达扫描的时候，信号在一条切线的方向就会形成独立的特征。隐身飞机的RCS信号中也有这种特殊特征存在——RCS指纹。只不过信号相对比较弱，很容易被忽略。



在新一代的数字雷达上，这些隐身飞机隐秘在杂波中的特征信号是可以被分析出来的。这项技术就是基于RCS指纹的检出运算。算是第三代数字雷达吃了一个数字处理技术的红利。到这里我们得提一下歼-20携带龙勃透镜飞行了。



龙勃透镜是一种多层介电常数不同的材料组成的球体结构，可以折射电磁波，让电磁波在其内部聚焦后形成平行波原路返回。



有点类似于猫的眼睛在黑暗中反光的效果。



你只要向黑暗的猫眼中投射一束光，就可以看到闪闪发光的光线。由于龙勃透镜内材料厚度、间隙和介电常数材料排列属性不同可以精确的对特定频率的无线电信号进行原路反射，因此在隐身飞机测试的时候就有相当重要意义。这个意义就是通过天空中龙勃透镜的闪亮标记而获取隐身战机的RCS指纹特征。所以说在最近几年再看歼-20飞行的时候几乎已经看不到龙勃透镜的存在了，表示我们对歼-20的RCS指纹信息收集已经完成。已经没有必要再利用龙勃透镜作标记点了。收集了歼-20对RCS指纹后，我们的三代数字雷达就可以根据这些指纹数据实时的监控歼-20的飞行了。这是一个主动收集的过程相当高效。当外国需要收集歼-20或者我们需要收集F-35或者Su-57的RCS指纹的时候往往还会采用日常雷达监听的方式，这就属于撞大运的低效收集了。W君特别反对军事爱好者（尤其是成都那几位）拍摄歼-20试飞发到公媒体上的事情。



这是因为大家用手机或者数码相机的拍摄的照片往往会有时间戳和地理信息标记。当这种照片被公布到互联网上的时候，别有用心的人就会比对雷达日志信息来获取当时某个方位上的雷达信号异常。通过有规律的异常分析就有可能积累我们的隐身飞机的RCS数据。一旦敌对势力积累足够多的RCS数据实际上是影响我们战机隐身的特性的。当然了，收集对方RCS指纹信息的事情我们自己也不得不做。更规范的做法其实还是在战斗机上。



很多飞机的特性信息在冷战期间就是依靠机载光学系统不断收集的。其实不仅仅是Su系列战机在驾驶舱外有一个显眼的红外摄像机。在1960年代开始各个国家就已经将红外摄像机安装在各自的战机上。



这些红外光学传感器不仅仅是用作空中目标探测，还会结合雷达数据进行后期分析。



大家都力图通过这种方式来拼凑出对方战机的RCS特征信号。



尤其是在发现一个新型号飞机的RCS特征的时候，往往会调动大量雷达的日志记录信息进行各个不同方向角度的数据分析。话说，W君的一个朋友当时是雷达兵，也是因为这种事情拿了一个三等功的。说白了，这就是世界各国在电磁领域内的较量。而且是一个比积累的过程，但一个结果就是——“隐身”飞机在各个大国的雷达下越来越不“隐身”了。当然了，除了这种探测方法，还有被动雷达探测：



这就是另外一个技术范畴了

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• ymir1234 金币 +8 感谢分享，论坛有您更精彩！ 2023-1-6 22:49